利用废弃物衍生燃料的热化学处理法制富含氢气合成气

为了探讨利用热化学方式从城市垃圾中制取富含氢气合成气过程的要素影响,解析氢气发生特性及其与主要影响要素之间的关系。在分析了城市生活垃圾组分特性的基础上,将其加工成组分均一的废弃物衍生燃料(refuse de-rived fuel,RDF),并在700、800和900℃等3个温度条件下,分别开展了RDF的热解、气化及水蒸汽气化等实验。研究表明,RDF的加工不但可有效降低垃圾含水率,还可将垃圾热值提高近1倍。温度和添加水蒸汽是从RDF中制取富含氢气合成气过程中的关键影响要素。其中,温度对氢气生成起到至关重要的决定作用,温度的提高对促进H2浓度的提高有利,同时,在气化过程中添加水蒸汽,可有效促进CO和H2等有价气体组分生成。在900℃的高温水蒸汽气化处理过程中,可获得H2浓度最高为34.13%的合成气。另外,800℃热解过程所产生的合成气热值最高,达到14 509 kJ/Nm3。     

废弃中药渣催化热解制取生物油的研究

利用热重分析仪(TGA)对植物类中药渣的热解特性进行了研究,用Coats-Redfern积分法计算了其热解动力学参数,得出中药渣热解反应符合一级反应动力学方程,其活化能较低,为36.0kJ/mol。考察了热解温度对气体、液体、固体产物的影响,在723K时,液体产物生物油产率最高,为39%。以介孔分子筛SBA-15以及分别负载Al、Sn、Ni、Cu和Mg的SBA-15作为催化剂,研究催化热解对气体、液体、固体产率及生物油组分的影响。研究表明,Al-SBA-15的催化效果较好,液体产率最高,为36%;采用元素分析仪和热值测定仪,得到用Al-SBA-15作为催化剂时生物油的氧质量分数最低,低位热值最高。用GC/MS对生物油组分的分析结果表明,添加Al-SBA-15后,热解产物中脂肪族和芳香族化合物增加,而含氧化合物减少。     

铬渣秸秆共热解产物铬稳定性研究

生物质铬渣共热解工艺是新型的铬渣处理工艺,该工艺能有效地将铬渣中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ).而由于共热解产物总铬含量较高,因此考察了铬渣与秸秆共热解过程中铬稳定性.通过考察共热解产物成分及形态分析、pH影响实验、淋洗实验及长期稳定性实验,对共热解铬渣的铬环境安全性进行评估.结果表明:(1)共热解温度对铬渣形态有较大影响,可交换态及碳酸盐结合态铬含量随共热解温度升高而逐渐降低,800℃时候可交换态铬降至＜0.1％(质量分数,下同),碳酸盐结合态铬为1.2％;共热解后最稳定的残渣态铬含量随共热解温度升高而逐渐升高.(2)当pH＞7时,两种共热解产物总铬溶出量极低,基本都小于6mg/kg;当pH≤7时,总铬的溶出量显著增加,最高超过500 mg/kg.但由于解毒铬渣的酸中和能力极强,因此铬释放风险较低.(3)共热解产物的总铬累积溶出量极低,根据拟合结果计算出其100年填埋时间的总铬溶出量不超过1.3 mg/kg.长期稳定性实验表明,自然堆置过程中共热解产物的Cr(Ⅵ)含量逐渐降低.     

热解吸对土壤中POPs农药的去除及土壤理化性质的影响

为探索土壤热解吸修复技术对POPs污染土壤的修复效果及修复后土壤可耕作性,选择北京某农药厂旧址的POPs农药污染土壤,研究了不同温度下热解吸处理后土壤中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)各组分的去除率以及土壤理化性质的变化。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中POPs农药,其中,p,p’-DDE与α-HCH组分去除率受热解吸温度的影响比其他组分更为明显。∑HCH与∑DDT在310℃、340℃时分别达到97%、99%的去除率,且此时土壤中的污染物含量低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,此后去除率受温度的影响不明显。热解吸温度对修复后土壤的理化性质有一定的影响,不同温度影响的程度各不相同,其中,有机质含量与全氮含量分别由0.78%、0.0352%降至0.14%、0.0107%;pH波动幅度较小,由7.80变至8.25;阳离子交换量变化存在波动,但呈整体下降趋势,由7.87 mg/kg降至5.00mg/kg;土壤中速效磷显著增加,由7.59 mg/kg升至21.8 mg/kg。而在最优温度条件下,土壤理化性质受热解吸温度的影响较小。由此可以说明,热解吸技术可以用于POPs污染土壤的修复,选择适当的热解吸温度对土壤的可耕作性影响有限,因而是一种潜在的绿色修复技术。     

污泥热解残渣制备聚合氯化铝的实验研究＊

含铝污泥热解或焚烧残渣制备聚合氯化铝的研究,有利于实现污水处理过程投加的铝盐絮凝药剂的回收与高效循环利用,减少污染物排放和资源消耗。针对辽河油田欢三联稠油污水处理污泥的热解残渣具有较高铝含量的特点,开展采用盐酸进行铝溶出及制备聚合氯化铝的实验研究。结果表明:焙烧温度为700～750℃,焙烧时间控制在1h即可。将经过焙烧活化的残渣在常温下进行酸溶,酸溶时间为2～5h,选用25%～30%盐酸,氧化铝与盐酸的摩尔比为1∶1.0～1∶1.2为宜。将溶出的铝溶液制备聚合氯化铝,在常温下采用CaO粉末来调节pH值为3.5,聚合反应时间为1d,即可得聚合氯化铝溶液。     

Cr(Ⅵ)污染土壤的热解还原无害化处理

提出了用热解还原法对含铬土壤进行无害化处理的新技术,研究了热解温度、热解时间及土壤有机质对铬无害化处理的影响,分析了热解前后土壤中铬的元素形态的变化.同时还探讨了热解还原过程中Cr(Ⅵ)的无害化机制.结果表明,土壤中的有机质在热解还原过程中产生的挥发分对Cr(Ⅵ)的无害化起核心作用;在200～600℃范围内,Cr(Ⅵ)的还原量随着热解温度升高而增大,500.0℃最适合于经济有效地实现Cr(Ⅵ)的热解还原处理;Cr(Ⅵ)的热解还原过程较快.铬的形态分析结果表明,热解后可交换态和碳酸盐结合态铬量大大降低,大部分铬转化成了活性低的残渣态,极大地降低了铬的危害.     

热解装置对含油污泥热解产物的影响

以含油污泥为研究对象,采用三种不同的热解装置(20g格金试验干馏炉,20kg固定床及2 000kg/h神雾无热载体蓄热式旋转床,简称"旋转床"),探讨热解装置的差异对含油污泥热解产物产率和性质的影响。结果表明,与其他两种热解装置相比,旋转床中热解气和热解液产率最高,分别为27.34%和37.19%,但与固定床差异不显著,且热解气热值最高(20.08 MJ/m3),旋转床热解液中热解油的轻质组分含量以及热值最高,分别90.75%和48.01MJ/kg。格金装置中热解固体产率显著高于其他两种装置,且固体中灰分含量最低。因此,旋转床用于含油污泥热解处理工艺,不仅可以最大程度地减少固体残渣的产生,还可获得较高产率和品质的可燃气和热解油,对含油污泥的减量化和资源化效果显著。     

热解焚烧技术处置医疗废物的影响因素与工况控制研究

针对热解焚烧技术处置医疗废物的特点,分析处置工艺运行参数对稳定工况的影响规律,确定医疗废物在热解焚烧技术炉内稳定焚烧的工艺参数,指出送风量与气化炉、燃烧炉的温度关系是焚烧系统控制的关键。通过对某型焚烧炉的测试,得到了送风量与气化炉和燃烧炉的温度关系曲线。测试结果表明,实时动态调控气化炉和燃烧炉的送风量,能够实现医疗废物的稳定焚烧。     

模拟医疗废物在TG-DTA-FTIR上的热失重特性研究

在热重-差热分析仪上对模拟医疗废物分别在氮气和空气气氛中不同升温速率下加热的热失重行为进行了研究,并对升温速率和不同气氛对其热失重行为的影响进行了探讨.结果表明,随升温速率的提高,模拟医疗废物在2种气氛下热失重时挥发分初析出温度（T_s）向高温方向偏移、失重速率峰值（DTG_max）显著增大;在氮气气氛下,物料热失重时有2个失重峰,前后2个峰的失重率分别为31%和59%左右,在空气气氛下,有3个失重峰,前2个峰失重率分别在44%～59%和31%～46%之间.同时,结合同步傅立叶变换红外光谱仪对各个条件下的气体产物进行了定性分析,并对其中的CO、CO₂、H₂O和CH₄进行了定量分析.实验发现,模拟医疗废物在2种气氛下热失重主要阶段的产物种类相似,都检测到了CO₂、CO、烷烃类、醛类、羧酸、醇类和烯烃的特征吸收峰.并且,结果显示升温速率和气氛条件对CO、CO₂、H₂O和CH₄的生成量都有影响.在热失重的主要阶段,水分含量随加热时间变化曲线上显示1个向下的峰,说明载气中原有水分参与了反应.     

去矿物前后碱萃取腐殖酸的化学组成与结构特征

本文采用改进的化学分离方法对Pahokee泥炭和稻田土壤中的腐殖酸进行了分离,得到了两类腐殖酸:去矿物前腐殖酸(HA-I)和去矿物后腐殖酸(HA-II),其中HA-II为前人未所顾及。然后采用元素分析、固体13C核磁共振、热解-色谱-质谱等技术对HA-I和HA-II的化学组成和结构进行了分析。结果显示HA-II在总腐殖酸中占有的比例分别是11.8%(泥炭)和37.1%(土壤)。HA-I和HA-II在化学组成和性质结构上有明显的差异,O/C原子比都表现为HA-IIH/CSSHA-I,表明从HA-I到HA-II,Pahokee泥炭和稻田土壤腐殖酸中的含氧基团都减少,Pahokee泥炭腐殖酸则脂族基团减少,而稻田土壤腐殖酸的脂族基团增加。这种HA-I和HA-II在结构性质上的变化在13C NMR和热解分析时也都得到了验证。另外热解分析还表明HA-I含有更多的易分解的结构组分,而HA-II则含有更多的难分解的结构组分。这些研究都说明HA-II与HA-I相比,在组成和结构特征上存在一些差异,含有更多的难分解的结构单元。本项研究结果对于理解土壤沉积物体系中腐殖酸的化学特征和地球化学过程与行为具有重要意义。